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das in mindestens einer Bahn liegt. die sich in einem Bogen vom Bereich
der einen Sammelschiene zum Bereich der anderen erstreckt. und die Enden dieser
beiden
Sammelschienen elektrisch miteinander verbindet.
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Bei einem bekannten Dehnungsverbinder dieser Art (deutsches Gebrauchsmuster
7104173) ist das Verbindungselement ein aus einem dünnen Band hergestellter, ringförmiger
Wickel, der an diametral liegenden Stellen in je einer Nut von zwei Kupplungsstücken
liegt, welche über die einander zugekehrten Enden der miteinander zu verbindenden
Rohrsammelschienen geschoben und mit den Rohrsammelschienen mit Hilfe je einer Konusklemme
verbunden werden. Mittels eines zweiteiligen Verbindungsgliedes, dessen beide Teile
relativ zueinander in Längsrichtung der miteinander zu verbindenden Rohrsammelschienen
verschiebbar sind, wird das Verbindungselement gegen den Grund der beiden sie aufnehmenden
Nuten gedrückt. Die Kontaktfläche zwischen dem elastischen Verbindungselement und
den beiden Kupplungsstücken ist daher im wesentlichen durch die Breite und Länge
der Nut im einen bzw. anderen Kupplungsstück festgelegt. Eine Anpassung des Dehnungsverbinders
an unterschiedliche Stromstärken ist deshalb nur insoweit möglich, als die Strombelastung
der Kontaktflächen dies zuläßt, weil bei einer Änderung der Querschnittsgröße des
das elastische Verbindungselement bildenden Wikkels die Kontaktfläche nicht verändert
wird. Ferner setzt ein solches Verbindungselement einer Verschiebung der miteinander
verbundenen Sammelschienen in einer Richtung, welche senkrecht auf der durch den
Wickel definierten Ebene steht, einen erheblichen Widerstand entgegen. Der Dehnungsverbinder
kann deshalb nur dort eingesetzt werden, wo die miteinander zu verbindenden Sammelschienen
sich nur in der durch den Wickel definierten Ebene relativ zueinanderbewegen.
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Mit denselben Nachteilen ist ein anderer bekannter Dehnungsverbinder
(deutsche Patentschrift 706 290) für zwei rohrförmige Leiter einer elektrischen
Kraftübertragungsleitung für einen elektrischen Schiflsantrieb behaftet, da hier
die beiden im Abstand nebeneinander angeordneten elastischen Verbindungselemente,
die je aus mehreren zu einem Paket vereinigten Abschnitten eines elastischen Bandes
stehen, an den einander gegenüberliegenden Seiten von zwei in der Längsachse der
rohrförmigen Leiter angeordneten Anschlußlaschen der beiden Kupplungsstücke anliegen,
welche mit den rohrförmigen Leitern verbunden sind, und je mittels einer die Lasche
durchdringenden Schraube an diese Seiten angedrückt werden.
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Ein elastisches Verbindungselement, das aus mehreren kreisbogenförmig
gekrümmten und mit Ausnahme der Endabschnitte im Abstand voneinander liegenden Bändern
besteht, ist als Verbindungsteil zwischen zwei konzentrisch ineinander angeordneten,
widerstandsbeheizten Rohren bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1940166). Auch hier
ist aber die Kontaktfläche zwischen dem Verbindungselement und den beiden Rohren
praktisch unabhängig von der Zahl der verwendeten Bänder, so daß die Anpassungsmöglichkeit
an unterschiedliche Strombelastungen ebenso gering ist wie bei den bekannten Dehnungsverbindern
für Sammelschienen.
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Weiterhin ist es bei einer Vorrichtung zum Verbinden von zwei steifen,
sich im wesentlichen rechtwinklig treffenden Rohren bekannt (deutsche Auslegeschrift
1 790 020), als elastische Verbindungsele-
mente mehrere geradlinige und parallel
zueinander angeordnete Seilstücke zu verwenden. Für Sammelschienen, die zumindest
im wesentlichen miteinander fluchten, wie dies üblicherweise der Fall ist, ist ein
solcher Dehnungsverbinder nicht brauchbar. Außerdem ist eine Anpassung an unterschiedliche
Strombelastungen ebenfalls nicht ohne konstruktive Änderungen möglich. Letzteres
gilt auch für eine bekannte Kupplung zwischen einem Freileitungsteil und dem ortsfesten
Kopf eines Säulenisolators (deutsche Auslegeschrift 1 in 1 260), bei welcher mehrere,
je als Seil ausgebildete elastische Verbindungselemente vorgesehen sind, die in
einer Glocke in radialen Ebenen liegen, mit ihrem einen Ende an gleichmäßig über
den Umfang verteilten Stellen des Glockenrandes mit der Glocke verbunden und im
Zentrum der Glocke aus dieser in Achsrichtung herausgeführt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dehnungsverbinder
für Sammelschienen zu schaffen, der vielseitig verwendbar ist und insbesondere Relativbewegungen
der miteinander zu verbindenden Sammelschienen in beliebigen Richtungen zuläßt sowie
in einfacher Weise an unterschiedliche Strombelastungen angepaßt werden kann. Diese
Aufgabe ist bei einem Dehnungsverbinder der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß wenigstens zwei je durch ein Leiterseil gebildete Verbindungselemente
im Abstand voneinander liegenden Stellen mit jeder Sammelschiene verbindbar sind.
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Die je in einem Bogen von der einen zur anderen Sammelschiene geführten
Leiterseile haben eine im wesentlichen gleiche Nachgiebigkeit für alle in Frage
kommenden Bewegungen der beiden miteinander verbundenen Sammelschienen relativ zueinander.
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Ferner ist dadurch, daß die Verbindungselemente an in Schienenlängsrichtung
voneinander liegenden Stellen mit jeder Sammelschiene verbindbar sind, die Größe
der Kontaktfläche von der Anzahl der verwendeten Verbindungselemente abhängig. Der
Verbinder kann daher durch die Wahl der Anzahl der Verbindungselemente in einem
sehr weiten Bereich an unterschiedliche Strombelastungen angepaßt werden. Hinzu
kommt noch, daß der Aufwand für die Verbindungselemente bei der erfindungsgemäßen
Lösung wesentlich geringer ist als bei den üblichen Bandwickeln oder Bandpaketen,
weil es sich bei den Leiterseilen um handelsübliche Seile handeln kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Verbindungselemente
in wenigstens einer gemeinsamen, außerhalb der Längsachse der miteinander zu verbindenden
Sammelschienen liegenden und zumindest bei gleichachsiger Lage der Sammelschienen
ebenen Fläche. Durch diese Anordnung in mindestens einer außerhalb der Längsachse
liegenden Ebenene anstatt in einer durch die Längsachse gehenden Ebene, wie dies
bei den aus mehreren Bändern bestehenden Verbindungselement der Fall ist, erreicht
man eine äußerst einfache Verbindungsmöglichkeit zwischen den Leiterseilen und den
Sammelschienen, da die Verbindung dann mittelbar oder unmittelbar an der Mantelfläche
der Sammelschienen erfolgen kann. Die Anordnung der Ebene, in der die Verbindungselemente
liegen, außerhalb der Längsmittelachse der beiden Sammelschienen, eröffnet ferner
die Möglichkeit, die Verbindungselemente in zwei im Abstand voneinander und bezüglich
der Längsachse der miteinander zu verbindenden Leiter symmetrisch angeordnete Fläche
zu legen. Hierdurch kann ohne
nennenswerte Vergrößerung des Raumbedarfs
die Zahl der Verbindungselemente verdoppelt werden, wodurch mit einfachen Mitteln
das Verhältnis von mechanischer Nachgiebigkeit zum gesamten Querschnitt der Verbindungselemente
noch erheblich verbessert werden kann.
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Selbstverständlich kann man je zwei Verbindungselemente an ihren
Enden zu einem geschlossenen Ring miteinander verbinden, wobei auch die Möglichkeit
besteht, diese beiden Verbindungselemente aus einem einzigen Leiterseil herzustellen.
Vor allem der Aufwand für die Verbindung der Leiters eile mit den Sammelschienen
wird hierdurch vermindert, ohne daß die Nachteile in Kauf genommen werden müßten,
mit welchen die bekannten, als Ringwickel ausgebildeten Verbindungselemente behaftet
sind.
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Um einen guten Kontakt zu gewährleisten, was insbesondere dann wichtig
ist, wenn die Sammelschiene aus Aluminium bestehen und die Verbindungsklemmen direkt
an den Sammelschienen angeschlossen werden sollen, ist es vorteilhaft, an der Kontaktfläche
jeder der vorzugsweise gleich ausgebildeten Verbindungsklemmen an sich bekannte
Kontaktrippen vorzusehen, welche jedoch das Zentrum der Kontaktfläche umfassen und
vorzugsweise als in sich geschlossene Ringschneiden ausgebildet sind.
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Solche Kontaktrippen durchstoßen nicht nur vorhandene Oxidschichten,
sondern wirken dann, wenn sie als Ringschneiden ausgebildet sind, einem Wegfließen
des Materials im Bereich der Anpreßstelle entgegen, wodurch auch über lange Zeiträume
hinweg ein guter Kontakt aufrechterhalten werden kann, und verhindern ein Eindringen
von Feuchtigkeit, wodurch eine Korrosion weitgehend verhindert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ragen die Enden jedes Leiterseiles
in je eine Hülse einer der Verbindungsklemmen. Die mechanische und elektrische Verbindung
des Leiterseils mit den zugeordneten Verbindungsklemmen kann hierbei in bekannter
Weise durch Verpressen erfolgen, was sowohl in fertigungstechnischer Hinsicht als
auch im Blick auf einen guten Kontakt vorteilhaft ist. Falls je zwei Verbindungselemente
einen geschlossenen Ring bilden sollen, können diese Verbindungsklemmen mit zwei
Preßhülsen versehen werden, welche gleichachsig angeordnet sind und sich in entgegengesetzte
Richtungen erstrecken.
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Sofern eine mechanische Kupplung der Sammelschienen vorzusehen ist,
werden zweckmäßigerweise zwei vorzugsweise gleich ausgebildete und mechanisch fest
mit den miteinander zu verbindenden Sammelschienen verbindbare Kupplungsstücke vorgesehen.
Für Rohrsammelschienen weisen diese Kupplungsstücke vorzugsweise je einen in die
Rohrsammelschienen einführbaren und in seinen Außenab: messungen an den Innendurchmesser
der Rohrsammelschienen angepaßten ersten Abschnitt auf. Dies ergibt den Vorteil,
daß die Kupplungsstücke die Rohrsammelschiene innen versteifen, so daß ein Anpressen
der Verbindungsklemmen an die Mantelfläche der Rohrsammelschiene nicht zu einer
Deformation derselben führen kann.
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Vorzugsweise hat der erste Abschnitt ein I-ähnliches Querschnittsprofil
und eine der Ausdehnung der Anlagefläche für die Verbindungsklemmen in axialer Richtung
angepaßte axiale Länge, da eine solche Ausbildung des ersten Abschnittes für die
mechanische Kupplung mit der Sammelschiene und die Ab-
stützung der Anlagefläche
oder Anlageflächen für die Verbindungsklemmen vollständig ausreicht. Das Gewicht
und der Materialaufwand für die Kupplungsstücke kann dadurch auf ein Minimum gebracht
werden.
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Für die an sich bekannte Verbindung der Kupplungsstücke miteinander
wird vorteilhafterweise ein Verbindungsglied mit einem laschenförmigen Verbindungsteil
vorgesehen, dessen beide Endabschnitte mit geringem Spiel zwischen je zwei Wangen
an den einander zugekehrten Seiten der Kupplungsstücke eingreift, die mit je einem
sich in Längsrichtung der Sammelschiene erstreckenden Langloch versehen sind. In
den Endabschnitten des Verbindungsgliedes wird dabei je eine Durchgangsbohrung vorgesehen,
die auf die Langlöcher des zugeordneten Wangenpaares ausgerichtet ist und sich von
der Mittelebene aus nach beiden Seiten hin konisch erweitert. In Verbindung mit
einer vom Bereich der Durchgangsbohrung zum freien Ende hin und in der entgegengesetzten
Richtung abnehmenden Stärke des Verbindungsgliedes läßt sich hierdurch eine mechanische
Verbindung zwischen den beiden Kupplungsstücken erreichen, welche sowohl eine Verschiebung
in Richtung der Längsachse der Sammelschienen als auch eine Verschiebung im Sinne
einer Änderung des Winkels zwischen den Längsachsen ermöglicht. Dennoch können,
wenn man beispielsweise das Verbindungsglied als Querarm eines Stützers ausbildet,
die Enden der Sammelschienen gegen ein Absenken ohne Beeinträchtigung der Beweglichkeit
in einer horizontalen Ebene abgestützt werden.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand von zwei in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine
Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel, F i g. 2 eine Seitenansicht des ersten
Ausführungsbeispiels, F i g. 3 eine teilweise im Schnitt und ohne Verbindungselemente
dargestellte Draufsicht des ersten Ausführungsbeispiels, F i g. 4 eine teilweise
aufgebrochen und im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht des in die eine Sammelschiene
eingesetzten Kupplungsstückes, F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig.4,
Fig.6 eine Draufsicht auf das in Fig.4 dargestellte Kupplungsstück, F i g. 7 einen
unvollständig dargestellten Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 1, F i g. 8
eine Ansicht einer Verbindungsklemme eines zweiten Ausführungsbeispiels mit Blickrichtung
auf die Kontaktfläche, Fig.9 einen Schnitt nach der Linie Ix-Ix der Fig.7.
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Ein Dehnungsverbinder zum Verbinden von zwei Rohrsammelschienen 1
und 2, deren Durchmesser im Ausführungsbeispiel relativ groß und gleich ist, weist
zwei Kupplungsstücke 3 und 4 auf, von denen wegen der gleichen Ausbildung im folgenden
nur das Kupplungsstück 3 im einzelnen erläutert ist.
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Ein Mittelabschnitt 5 (Fig.6) des einstückig ausgebildeten Kupplungsteils3
ist zylindrisch ausgebildet und besteht aus einer im Außendurchmesser an den Innendurchmesser
der Rohrsammelschiene angepaßten Zone 6 und einer im Außendurchmesser an den Außendurchmesser
der Rohrsammelschiene angepaßten
Zone 7. In die Zone 6 ist eine
Ringnut eingestochen, welche einen Dichtungsring aufnimmt.
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Man erhält dadurch einen dichten Verschluß des Endes der Rohrsammelschiene,
wenn man die Zone 6 des Mittelabschnittes 5 bis zur Anlage der Zone 7 an der Stirnfläche
der Rohrsammelschiene in diese eingeführt hat.
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Wie insbesondere die F i g. 4 bis 6 zeigen, schließt sich an die
Zone 6 des einstückig ausgebildeten und aus Metall bestehenden Kupplungsstückes
3 ein Abschnitt 9 an, der ein I-förmiges Querschnittsprofil hat, wobei die Außenmantelfläche
der beiden Querstege 10 je einen Teil einer an den Innendurchmesser der Rohrsammelschiene
angepaßten Zylinderfläche bilden. Diese Mantelflächen liegen daher an der Innenwandung
der Rohrsammelschiene an, wenn der Abschnitt 9 in die Rohrsammelschiene eingeführt
ist.
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Drei in Längsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordnete
Durchgangsbohrungen 11 durch dringen den Abschnitt 9 von einem Quersteg 10 zum anderen
und verlaufen im Bereich des Mittelsteges 12 in dessen Längsmittelebene.
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Auf der der Zone 6 abgekehrten Stirnfläche der Zone 7 des Mittel
abschnittes 5 stehen symmetrisch zum Zentrum angeordnet zwei gleich ausgebildete,
laschenförmige Wangen 13, die ebenfalls einstückig mit dem MittelabschnittS ausgebildet
sind und die mit je einem Langloch 14 versehen sind, das in der Längsmittellinie
liegt und sich in Richtung derselben erstreckt.
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Die beiden Langlöcher 14 durchdringt ein Bolzen 15, der mit geringem
Spiel in Längsrichtung der Langlöcher 14 verschiebbar ist und gegen eine axiale
Verschiebung durch einen Kopf 15' am einen Ende und eine Mutter 16 am anderen Ende
gesichert ist.
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Die beiden Bolzen 15 der beiden Kupplungsstücke 3 und 4 durchdringen
je einen Querarm 17 eines T-förmigen Trägers 31, der den Oberteil eines im übrigen
nicht dargestellten Isolatoren-Stützers bildet. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist
der Querarm 17 an symmetrisch zur Mitte liegenden Stellen mit je einer Durchgangsbohrung
18 versehen, welche von der Mitte aus nach beiden Seiten hin konisch erweitert sind,
wobei die Stelle kleinsten Durchmessers an den Durchmesser der Bolzen 15 angepaßt
ist. Außerdem nimmt die in Längsrichtung der Bohrungen 18 gemessene Breite des Querarmes
17 vom Bereich der Bohrungen aus nach beiden Seiten hin ab. Hierdurch wird in Verbindung
mit der konischen Ausbildung der Bohrungen 18 erreicht, daß die beiden Rohrsammelschienen
1 und 2 eine Schwenkbewegung in der durch die beiden Bolzen 15 definierten Ebene,
bei der üblichen Anordnung also in einer horizontalen Ebene, bezüglich des feststehenden
Trägers 31 ausführen können. Eine Relativbewegung in axialer Richtung wird durch
die Langlöcher 14 ermöglicht.
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Damit gibt der Dehnungsverbinder den Rohrsammelschienen alle erforderlichen
Bewegungsmöglichkeiten. Eine Bewegung in vertikaler Richtung wird hingegen durch
den Träger 31 verhindert.
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Die elektrische Verbindung der beiden Rohrsammelschienen 1 und 2
erfolgt mit Hilfe von flexiblen Leiterseilen 19. Im Ausführungsbeispiel sind insgesamt
zwölf solcher Leiterseile vorgesehen, wodurch man die Möglichkeit hat, den Querschnitt
der einzelnen Leiterseile relativ gering zu halten, so daß man Leiterseile verwenden
kann, die eine sehr hohe Flexibilität haben.
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Wie insbesondere die F i g. 1 und 7 zeigen, sind die Enden der Leiterseile
19 in je einer Preßhülse 20 verpreßt. Die Preßhülsen 20 sind alle gleich ausgebildet
und bestehen im Ausführungsbeispiel wie die beiden Rohrsammelschienen 1 und 2 aus
Aluminium. Je zwei der Preßhülsen 20 sind Teile einer ebenfalls aus Aluminium oder
einer Aluminiumlegierung bestehenden, als Ganzes mit 21 bezeichneten Verbindungsklemme.
Diese Verbindungsklemmen, die alle gleich ausgebildet sind, weisen je einen blockartigen,
im Querschnitt rechteckförmigen Mittelteil 22 auf, der an zwei diametral liegenden
Seitenflächen mit zwei gleichachsig angeordneten und von diesen Seitenflächen abstehenden
Verbindungszapfen 23 versehen ist, auf welche die beiden zugeordneten Preßhülsen
20 aufgesteckt sind. Eine Schweißnaht 24 verbindet die Preßhülse mit dem Mittelteil
21 mechanisch und elektrisch.
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Eine solche Ausbildung des Mittelteils 21 ermöglicht es, wie F i
g. 8 zeigt, in einfacher Weise aus denselben Einzelteilen auch eine Verbindungsklemme
21' herzustellen, die nur mit einem einzigen Leiterseil 19' verbunden ist.
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Die Unterseite 25 des Mittelabschnitts 22 dient als Kontaktfläche,
über welche der unmittelbare Kontakt mit den Rohrsammelschienen 1 und 2 hergestellt
wird. Die Unterseite 25 ist daher entsprechend der Außenmantelfläche der Rohrsammelschienen
1 und 2 gekrümmt, und zwar in einer Richtung, daß bei der Auflage auf der Rohrsammelschiene
die Preßhülsen 20 sich in einer quer zur Längsrichtung der Rohrsammelschiene stehenden
Richtung erstrecken. Um den Kontakt mit der Rohrsammelschiene zu verbessern und
ein allmähliches Wegfließen des Materials der Rohrsammelschiene infolge des Kontaktdruckes
aus dem Kontaktbereich zu verhindern, trägt die Unterseite 25 um deren Zentrum herumgeführte,
in sich geschlossene Schneiden 26, welche je einem im wesentlichen rechteckförmigen
Linienzug folgen und im Abstand voneinander liegen, wie dies Fig.8 für das abgewandelte
Ausführungsbeispiel zeigt.
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Im Zentrum der Unterseite 25 mündet eine Durchgangsbohrung 27, welche
der Aufnahme einer Spannschraube 28 dient, die eine erste Verbindungsklemme, die
Rohrsammelschiene, den Abschnitt 9 des Kupplungsstückes, dann wiederum die Rohrsammelschiene
und dann eine zweite Verbindungsklemme durchdringt. Hierdurch können mittels jeder
Spannschraube 28 gleichzeitig zwei Verbindungsklemmen an die Rohrsammelschiene angepreßt
werden. Je eine Vertiefung 29 in der der Unterseite 25 abgekehrten Oberseite dient
der Aufnahme einer Spannmutter 30.
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Die drei Durchgangsbohrungen 11 des Abschnitt tees 9 gestatten es,
je sechs Verbindungsklemmen an jede Rohrsammelschiene anzupressen, wobei, wie die
Fig.1 und 2 zeigen, die Verbindungsklemmen in zwei die Rohrsammelschiene an diametralen
Stellen tangierenden Ebenen liegen und in jeder Ebene die Verbindungsklemmen in
Längsrichtung der Rohrsammelschienen nebeneinander angeordnet sind. Die Leiterseile
19 erstrecken sich in einem Bogen von der einen Rohrsammelschiene zur anderen und
sind in ihrer Länge so gewählt, daß die einzelnen Bögen in etwa gleichen Abständen
voneinander in derjenigen Ebene verlaufen, in der auch die zugeordneten Verbindungsklemmen
liegen.
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Infolge der relativ großen Krümmungsradien der
Leiterseile
19 erfahren diese bei einer Relativbewegung der beiden Rohrsammelschienen 1 und
2 in deren Längsrichtung eine über die ganze Länge nahezu gleichmäßige Verformung,
weshalb die Nachgiebigkeit sehr groß ist. Dasselbe gilt für den Fall, daß sich die
beiden Rohrsammelschienen in einer Richtung relativ zueinander verschieben, die
zu einer Anderung des Winkels zwischen den Rohrlängsachsen führt.
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Im Ausführungsbeispiel liegen die Leiters eile in horizontalen Ebenen.
Es ist aber auch möglich, sie in anderen Ebenen, beispielsweise vertikalen Ebenen,
anzuordnen.
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Wie die Fig.1 und 2 deutlich erkennen lassen, können auch weniger
als vier Gruppen von Leiterseilen vorgesehen werden, wobei auch die Möglichkeit
besteht, die Leiterseile in einer einzigen Ebene, also nur auf einer Seite der Rohrsammelschienen,
anzuordnen.